16:13
Comentarii Adauga Comentariu

_ Electronii devin fracții ale ei înșiși în grafen, arată studiul

_ Electronii devin fracții ale ei înșiși în grafenul, constată studiul

Electronul este unitatea de bază a electricității, deoarece poartă o singură sarcină negativă. Aceasta este ceea ce ni se învață în fizica de liceu și este cazul în mare parte a celor mai multe materiale din natură.

Dar în stări foarte speciale ale materiei, electronii se pot fragmenta în fracțiuni din întregul lor. Acest fenomen, cunoscut sub numele de „încărcare fracțională”, este extrem de rar și, dacă poate fi controlat și controlat, starea electronică exotică ar putea ajuta la construirea de computere cuantice rezistente și tolerante la erori.

Până în prezent, acest fenomen. efectul, cunoscut de fizicieni ca „efectul Hall cuantic fracționat”, a fost observat de câteva ori și mai ales sub câmpuri magnetice foarte mari, atent întreținute. Doar recent oamenii de știință au observat efectul într-un material care nu necesita o manipulare magnetică atât de puternică.

Acum, fizicienii MIT au observat efectul evaziv al încărcăturii fracționale, de data aceasta într-un material mai simplu: cinci straturi de grafen— un strat subțire de atom de carbon care provine din grafit și mine de creion obișnuită. Ei își raportează rezultatele în Nature.

Ei au descoperit că atunci când cinci foi de grafen sunt stivuite ca treptele unei scări, structura rezultată oferă în mod inerent condițiile potrivite pentru ca electronii să treacă prin fracții din sarcina lor totală. , fără a fi nevoie de niciun câmp magnetic extern.

Rezultatele sunt primele dovezi ale „efectului Hall anomal cuantic fracționat” (termenul „anomal” se referă la absența unui câmp magnetic) în grafenul cristalin. , un material la care fizicienii nu se așteptau să prezinte acest efect.

„Acest grafen cu cinci straturi este un sistem material în care au loc multe surprize bune”, spune autorul studiului Long Ju, profesor asistent de fizică la MIT. „Încărcarea fracțională este atât de exotică, iar acum putem realiza acest efect cu un sistem mult mai simplu și fără un câmp magnetic. Acest lucru în sine este important pentru fizica fundamentală. Și ar putea permite posibilitatea unui tip de calcul cuantic care este mai mult robust împotriva perturbațiilor.”

Co-autorii lui Ju MIT sunt autorul principal Zhengguang Lu, Tonghang Han, Yuxuan Yao, Aidan Reddy, Jixiang Yang, Junseok Seo și Liang Fu, împreună cu Kenji Watanabe și Takashi Taniguchi la Institutul Național pentru Știința Materialelor din Japonia.

Efectul Hall cuantic fracționat este un exemplu al fenomenelor ciudate care pot apărea atunci când particulele trec de la a se comporta ca unități individuale la a acționa împreună ca un întreg. Acest comportament colectiv „corelat” apare în stări speciale, de exemplu atunci când electronii sunt încetiniți de la ritmul lor normal frenetic la un târâș care permite particulelor să se simtă reciproc și să interacționeze. Aceste interacțiuni pot produce stări electronice rare, cum ar fi împărțirea aparent neortodoxă a sarcinii unui electron.

În 1982, oamenii de știință au descoperit efectul Hall cuantic fracționat în heterostructurile de arseniură de galiu, unde un gaz de electroni este limitat într-un planul bidimensional este plasat sub câmpuri magnetice mari. Descoperirea a câștigat ulterior grupului un Premiu Nobel pentru Fizică.

„[Descoperirea] a fost o afacere foarte mare, deoarece aceste încărcături unitare care interacționează într-un mod de a da ceva de genul încărcăturii fracționale a fost foarte, foarte bizar, ", spune Ju. „La acea vreme, nu existau predicții teorie, iar experimentele i-au surprins pe toată lumea.”

Acei cercetători și-au obținut rezultatele inovatoare folosind câmpuri magnetice pentru a încetini suficient electronii materialului pentru ca ei să interacționeze. Câmpurile cu care au lucrat au fost de aproximativ 10 ori mai puternice decât ceea ce alimentează de obicei un aparat RMN.

În august 2023, oamenii de știință de la Universitatea din Washington au raportat primele dovezi de încărcare fracționată fără câmp magnetic. Ei au observat această versiune „anomală” a efectului, într-un semiconductor răsucit numit ditelurură de molibden. Grupul a pregătit materialul într-o configurație specifică, despre care teoreticienii au prezis că va oferi materialului un câmp magnetic inerent, suficient pentru a încuraja electronii să se fracționeze fără niciun control magnetic extern.

Rezultatul „fără magneti” a deschis un aspect promițător. calea către calculul cuantic topologic — o formă mai sigură de calcul cuantic, în care ingredientul adăugat al topologiei (o proprietate care rămâne neschimbată în fața unei deformări sau perturbări slabe) oferă protecție suplimentară unui qubit atunci când se efectuează un calcul.

Această schemă de calcul se bazează pe o combinație de efect Hall cuantic fracționat și un supraconductor. Odinioară era aproape imposibil de realizat: este nevoie de un câmp magnetic puternic pentru a obține o sarcină fracțională, în timp ce același câmp magnetic va ucide de obicei supraconductorul. În acest caz, sarcinile fracționale ar servi ca un qubit (unitatea de bază a unui computer cuantic).

Făcând pași

În aceeași lună, Ju și echipa sa s-au întâmplat să observe și semne de sarcină fracțională anormală în grafen — un material pentru care nu existau predicții pentru prezentarea unui astfel de efect.

Grupul lui Ju a explorat comportamentul electronic în grafen, care în sine a prezentat proprietăți excepționale. Cel mai recent, grupul lui Ju a studiat grafenul pentastrat – o structură de cinci foi de grafen, fiecare stivuită ușor depărtat de alta, ca treptele unei scări.

O astfel de structură de grafen pentastrat este încorporată în grafit și poate fi obtinut prin exfoliere folosind banda Scotch. Când sunt plasați într-un frigider la temperaturi ultrareci, electronii structurii încetinesc să se târască și interacționează în moduri în care în mod normal nu ar face-o atunci când zboară la temperaturi mai ridicate.

În noua lor lucrare, cercetătorii au făcut câteva calcule și a descoperit că electronii ar putea interacționa între ei și mai puternic dacă structura pentastratului ar fi aliniată cu nitrură de bor hexagonală (hBN) – un material care are o structură atomică similară cu cea a grafenului, dar cu dimensiuni ușor diferite.

În combinație, cele două materiale ar trebui să producă o superlatice moiré — o structură atomică complicată, asemănătoare schelei, care ar putea încetini electronii în moduri care imită un câmp magnetic.

„Am făcut aceste calcule, apoi ne-am gândit: haideți”, spune Ju, care s-a întâmplat să instaleze un nou frigider cu diluție în laboratorul său MIT vara trecută, pe care echipa plănuia să-l folosească pentru a răci materialele la temperaturi foarte scăzute, pentru a studia comportamentul electronic exotic.

Cercetătorii au fabricat două mostre ale structurii hibride de grafen prin exfolierea mai întâi a straturilor de grafen dintr-un bloc de grafit, apoi folosind instrumente optice pentru a identifica fulgi cu cinci straturi în configurația în trepte. Apoi au ștanțat fulgul de grafen pe un fulg de hBN și au plasat un al doilea fulg de hBN peste structura grafenului. În cele din urmă, au atașat electrozi la structură și l-au plasat în frigider, setat la aproape zero absolut.

Pe măsură ce au aplicat un curent materialului și au măsurat tensiunea de ieșire, au început să vadă semne de încărcare fracțională. , unde tensiunea este egală cu curentul înmulțit cu un număr fracționar și unele constante fundamentale ale fizicii.

„În ziua în care am văzut-o, nu l-am recunoscut la început”, spune primul autor Lu. "Apoi am început să strigăm când ne-am dat seama că asta a fost foarte mare. A fost un moment complet surprinzător."

"Acesta a fost probabil primele mostre serioase pe care le-am pus în noul frigider", adaugă co-primul. autorul Han. „Odată ce ne-am calmat, ne-am uitat în detaliu pentru a ne asigura că ceea ce vedem este real”.

Cu analize suplimentare, echipa a confirmat că structura grafenului a prezentat într-adevăr efectul Hall anomal cuantic fracționat. Este pentru prima dată când efectul a fost observat în grafen.

„Grafenul poate fi, de asemenea, un supraconductor”, spune Ju. „Deci, ai putea avea două efecte total diferite în același material, unul lângă celălalt. Dacă folosești grafenul pentru a vorbi cu grafenul, se evită o mulțime de efecte nedorite atunci când creează o punte între grafenul și alte materiale.”

Deocamdată, grupul continuă să exploreze grafenul multistrat pentru alte stări electronice rare.

„Ne scufundăm pentru a explora multe idei și aplicații fundamentale ale fizicii”, spune el. „Știm că vor urma mai multe.”

Această poveste este republicată prin amabilitatea MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site popular care acoperă știri despre cercetare, inovare și predare MIT .


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Tot ce poate merge prost cu sânii tăi - și ce să faci în privința asta: ghidul definitiv al DR PHILIPPA KAYE

_ O eclipsă de lună urmează duminică: va putea Colorado să o vadă?

_ Alexandru Pânişoară (PER): Sistemul de termoficare al Bucureştiului trebuie descentralizat şi trebuie implementate soluţii verzi

_ Mircea Geoană: Republica Moldova ar putea intra în UE până în 2030

_ Filantropul miliardar Hans Rausing și-a pierdut a doua soție, Julia, din cauza cancerului, la vârsta de 63 de ani: o nouă suferință pentru moștenitorul Tetra Pak la mai bine de un deceniu după ce prima sa soție, Eva, a murit din cauza abuzului de cocaină

_ Toney nu este sigur că va părăsi Brentford, spune Frank

_ Autorităţile din Spania pregătesc o amendă de aproape 500 de milioane de euro pentru Booking

_ Reînnoirea presiunii de reglementare asupra Bitcoin nu este o surpriză

_ DEZVOLTARE: SUA oprește finanțarea agenției ONU �n urma acuzațiilor de implicare a angajaților �n masacrul din Israel din 7 octombrie

_ Starea ad�ncă este foarte reală... S-a pornit oficial pe Joe Biden (VIDEO)

_ Doi morți într-un accident de groază în care au fost implicate „mai multe vehicule”, iar șapte au fost transportați de urgență la spital cu răni

_ De ce Meghan Markle merge mereu la polo? Ducesa este cunoscută pentru că alege pantofi stiletto nepractici pentru evenimente sportive (dar totul are de-a face cu a-și face fotografii cu Prințul Harry)

_ AI și fizica se combină pentru a dezvălui structura 3D a unei erupții care erupe în jurul unei găuri negre

_ Taylor Swift aterizează la Baltimore pentru jocul HUGE Chiefs al lui Travis Kelce împotriva Ravens - cu un loc în Super Bowl pe linie de la M&T Bank Stadium

_ Noul Lexus LBX, un crossover compact revoluţionar, este disponibil în România

China este dată afară din Panama. BlackRock Inc. și-a asigurat controlul asupra porturilor cheie din apropierea Canalului Panama, eliminând influența legată de China

_ Spaniolul Albert Ramos s-a calificat în optimi la Cordoba (ATP)

_ Vițel rar de rinocer javan observat în Indonezia

_ Unul dintre aceste reclame pentru pensii vă va pierde cu 750 de lire sterline mai mult decât celelalte - V-ați îndrăgosti?

_ Zelenski face curățenie la vârful securității naționale (presa franceză)

_ Cel puţin patru morţi în urma incendiului izbucnit într-un bloc cu 14 etaje din Valencia

_ Cehii extind drepturile pentru cuplurile de același sex

_ Idris Elba etichetează represiunea guvernului Regatului Unit împotriva cuțitelor zombi drept „un pas simbolic în direcția cea bună”, dar spune că nu merge suficient de departe

_ Preşedintele Iohannis a semnat decrete de decorare a Academiei de Studii Economice, Bursei de Valori Bucureşti, Asociaţiei Române a Băncilor

_ De la un degetar de brânză la trei linguri de paste, imagini uimitoare arată cum arată cu adevărat o porție reală din mâncarea ta preferată

_ Schimbările climatice nu de vină pentru incendiile mortale din Chile: cercetători

_ Șoferul care a fost amendat de o parcare de 1 lire sterline pentru că și-a plimbat câinele spune că anii de luptă cu compania i-au lăsat 733 de lire sterline din buzunar și cu un rating de credit stricat.

_ Fiul lui Cyndi Lauper arestat: Declyn „Dex” Lauper, 26 de ani, arestat de poliție sub acuzația de posesie de arme în New York, după ce bărbat a fost împușcat în picior

_ Veteranul Andy Murray începe sezonul de zgură cu o accidentare

_ „Am auzit țipete din cabine - mulți nu au putut ieși din cauza că camerele erau pline cu apă”: Supraviețuitorii descriu groază în interiorul unei bărci turistice egiptene condamnate, în timp ce britanicul dezvăluie cum a înșelat moartea

_ Un tânăr care circula cu aproape 80 km/h pe o trotinetă electrică, mai repede decât maşinile,reţinut de poliţie

_ Ciolacu anunţă construirea unui ansamblu medical nou în care să funcţioneze Institutul Clinic Fundeni

_ Dinamo a pierdut cu FC Botoşani, scor 1-2. Golul victoriei, marcat în minutul 90+1

_ Dezvăluit: De ce băuturile slushy cu gheață pot fi periculoase pentru copii după ce DOI sugari aproape că mor în decurs de o săptămână

_ Cum își obține soția lui Kanye West, Bianca Censori, trupul ei (foarte) sculptat? Experții dezvăluie exercițiile pentru a obține abdomenul tonifiat al modelului - dar chirurgii plasticieni susțin că ea ar fi avut ceva ajutor...

_ Xi Jinping s-a întâlnit cu Antony Blinken. Liderul chinez: China şi SUA ar trebui să fie parteneri, nu rivali

_ Ultrasunetele pot salva peștii din râurile hidroenergetice

Ingrid Mocanu, după interzicerea bolșevico-soroșista a lui Georgescu : LEGEA a murit Suntem în DICTATURĂ

_ Trump o numeşte pe Linda McMahon secretar al Educaţiei

_ Mesaj din SUA: 'Israelul trebuie să răspundă puternic. Dacă le luați capacitatea nucleară, aceasta ar fi o lovitură dramatică'

_ Covaliu (COSR): Avem sportivi care pot câştiga medalii la Paris chiar dacă nu sunt favoriţi

_ Messi ratează sferturile de finală ale Cupei Campionilor din Miami

_ Taiwan, ceartă în parlament: un deputat a furat buletine de vot şi a fugit

_ ȘOCANT: Ceartă masivă cu sute de adolescenți ERUPTE în CA Mall | Top 5 al lui Elijah Schaffer (VIDEO)

_ Ce case de pariuri internaționale sunt legale în România?

_ The arrears of consolidated general budget, up by 25.35% in January 2024

_ Cercetătorii dezvoltă elemente artificiale ale vieții

_ Manchester United 'are o echipă de viitor', consideră antrenorul ten Hag

_ Prințesa Beatrix a Țărilor de Jos își încearcă mâna la agricultura în Utrecht în timpul campaniei naționale

_ Charles Michel avertizează: Dacă vrem pace, Europa trebuie să se pregătească pentru război

_ Au fost stabilite ziua și locul unde va fi înmormântat Aleksei Navalnîi

_ Premierul canadian Trudeau, vizită în Florida pentru a se întâlni cu Trump

_ Nouă scădere a cazurilor de Covid înregistrate în România

_ CFR Cluj a împrumutat un mijlocaş grupării Poli Iaşi

_ Muzeul Luvru ia în considerare mutarea 'Giocondei' la subsol

_ Charles rupe tăcerea în legătură cu diagnosticul de cancer: King oferă „cele mai sincere mulțumiri” publicului britanic pentru mesajele de sprijin și spune că este „încurajat” să audă că experiența lui îi inspiră pe alții să fie verificați

_ INS rectifică creşterea economică a României din 2023 de la 2% la 2,1%

_ CEO ADNOC: Creșterea cererii globale de energie este nesustenabilă

_ Congresmanul democrat Donald Payne Jr. a fost �n comă de 11 zile

_ TOȚI VORBEȘTE DESPRE: pantalonii greșiți ai lui Alan Titchmarsh


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15
Pag.16 Pag.17 Pag.18 Pag.19 Pag.20 Pag.21 Pag.22 Pag.23
Pag.24 Pag.25 Pag.26 Pag.27 Pag.28 Pag.29 Pag.30 Pag.31
Pag.32 Pag.33 Pag.34 Pag.35 Pag.36 Pag.37 Pag.38 Pag.39
Pag.40 Pag.41 Pag.42 Pag.43 Pag.44 Pag.45 Pag.46 Pag.47
Pag.48 Pag.49 Pag.50 Pag.51 Pag.52 Pag.53 Pag.54 Pag.55
Pag.56 Pag.57 Pag.58 Pag.59 Pag.60 Pag.61 Pag.62 Pag.63
Pag.64 Pag.65 Pag.66 Pag.67 Pag.68 Pag.69 Pag.70 Pag.71
Pag.72 Pag.73 Pag.74 Pag.75 Pag.76 Pag.77 Pag.78 Pag.79
Pag.80 Pag.81 Pag.82 Pag.83 Pag.84

Nr. de articole la aceasta sectiune: 5039, afisate in 84 pagini.